許大力 遼寧省基礎(chǔ)測繪院，遼寧省錦州市，121003

徠卡ADS80數(shù)字航空攝影測量系統(tǒng)在大比例尺地形圖航測工程中的應(yīng)用

許大力 遼寧省基礎(chǔ)測繪院，遼寧省錦州市，121003

介紹了徠卡ADS80數(shù)字航空攝影測量系統(tǒng)在阜蒙縣大比例尺地形圖航測工程中的應(yīng)用情況, 著重說明了各工序的工作方法。工程進度及精度指標統(tǒng)計結(jié)果表明, ADS80數(shù)字航空攝影測量系統(tǒng)不但能有效提高作業(yè)效率，同時也能顯著提高測圖精度。

ADS80；數(shù)字航空攝影測量；大比例尺地形圖

引言

徠卡ADS80基于航天傳感器線陣掃描和全球定位系統(tǒng)、高精度的慣性導航定向系統(tǒng)（IMU）獲取數(shù)字影像，利用該傳感器進行航空攝影，不需經(jīng)過掃描，就可以直接為數(shù)字攝影測量、遙感圖像處理系統(tǒng)提供高分辨率的全色、真彩色、近紅外數(shù)字影像。

基于ADS80航攝影像測圖能夠?qū)崿F(xiàn)DLG數(shù)據(jù)的快速采集。與以往基于像對的采集相比能夠在測圖過程中減少部分工作量，從而提高了測圖效率。

較高的精度是基于ADS80航攝影像測圖生產(chǎn)DLG數(shù)據(jù)的又一特點。由于有精密星歷解算的控制系統(tǒng)做保障，以及高精度水準測量成果的引入，使得目前成果數(shù)據(jù)的高程、平面精度較相關(guān)國家規(guī)范要求的精度提高了很多。

本文著重闡述了ADS80數(shù)字航空攝影測量系統(tǒng)應(yīng)用在城市大比例尺地形圖航測中的應(yīng)用情況, 說明了各主要工序的精度指標。

1 工程概況及精度要求

1.1 工程概況

為滿足城市規(guī)劃需要，阜新市規(guī)劃設(shè)計院于2010年4月委托遼寧省基礎(chǔ)測繪院承擔阜蒙縣1:1000地形圖航空攝影測量任務(wù)，測區(qū)面積約160Km2，任務(wù)包含本測區(qū)內(nèi)的地面控制測量（平面、高程）、航空攝影、地形圖航測與調(diào)繪、數(shù)據(jù)編輯等。

本次工程平面坐標系統(tǒng)采用基于1980西安坐標系橢球的任意帶高斯投影坐標系，高程系統(tǒng)采用1985國家高程基準。

1.2 成圖精度指標

內(nèi)業(yè)加密點和地物點對附近野外控制點的平面位置中誤差不應(yīng)大于表1規(guī)定。

表1 平面位置中誤差（圖上）單位為 mm

內(nèi)業(yè)加密點、高程注記點和等高線對附近野外控制點的高程中誤差不應(yīng)大于表2規(guī)定。

表2 高程中誤差 單位為 m

2 航空攝影準備工作

在正式進行航空攝影作業(yè)之前，需要制定詳細周密的航空攝影方案，具體包括：建立GPS基準站、飛行區(qū)域資料準備、地面控制、相機檢校飛行、飛行參數(shù)設(shè)置、航線規(guī)劃等。

航空攝影的準備工作在與當?shù)叵嚓P(guān)部門的通力合作下順利完成。下面就地面GPS 基站布設(shè)與測量進行簡要介紹。

本次工程在測區(qū)均勻布設(shè)基礎(chǔ)控制點17個，聯(lián)測平面已知控制點4個，水準已知點2個。平面控制按照D級GPS控制網(wǎng)進行測設(shè)，網(wǎng)平差后最弱點點位中誤差為0.3cm，高程控制嚴格按照《國家三、四等水準測量規(guī)范》進行四等水準網(wǎng)測設(shè)，平差后最大高程中誤差0.01951m，最大高差中誤差0.01520m。

3 航空攝影過程

本次工程航空攝影由運-5飛機搭載Leica ADS80完成，在執(zhí)行航攝過程中，由地面提供GPS基站支持。其中：GPS地面站采用靜態(tài)模式，采樣間隔設(shè)置為1s，地面站數(shù)量最終選擇為4個，均勻分布在測區(qū)測設(shè)的GPS控制點上。

本次航攝資料的相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：

地面分辨率 0.13m（平均）；象元尺寸 6.5um；攝影焦距62.7mm；航高1250m；旁向重疊 35%；攝影面積 >160km2。

4 航攝數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理

航飛結(jié)束后，由航飛部門結(jié)合地面基站數(shù)據(jù)、國家GPS連續(xù)運行參考站數(shù)據(jù)、機載GPS數(shù)據(jù)及貫導數(shù)據(jù)，應(yīng)用Xpro軟件完成影像數(shù)據(jù)的處理和空三加密。

4.1 基于POSPac的IMU&GPS數(shù)據(jù)處理

ADS80原始的數(shù)據(jù)包括影像數(shù)據(jù)、POS數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù), 都存于ADS80的大容量機載存儲單元CU80中。下載IMU/GPS數(shù)據(jù)文件并進行解算及數(shù)據(jù)融合處理。

表3 IMU&GPS融合精度表

通過以上IMU&GPS融合數(shù)據(jù)，我們認為該設(shè)備在攝影過程中獲得的IMU/GPS數(shù)據(jù)精度可靠，滿足于成圖需求。

4.2 基于ORIMA軟件進行空三加密

ORIMA軟件是ADS80的數(shù)字空中三角測量模塊，數(shù)字空中三角測量包括有控、無控、人工量測等多種方式，本次工程采用有控方式進行空三加密。各項精度統(tǒng)計表見表4。

表4 ADS80加密精度統(tǒng)計 m

5 立體測圖精度檢測

由于本次采用的是ADS80數(shù)字航攝系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的框幅式相機相比，省略了外業(yè)像控點測量和內(nèi)業(yè)空三加密作業(yè)環(huán)節(jié)，將航攝部門提供的影像輸入VirtuoZo系統(tǒng)，經(jīng)軟件配置后，直接進行立體數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)采集。

為了驗證立體測圖精度，在測區(qū)內(nèi)均勻?qū)崪y高程檢查點206 個, 平面檢查點134個, 內(nèi)業(yè)測圖后進行比較, 最小誤差x:0.029m, y: 0.023m，最大誤差x: 0.19m,y: 0.29m, xy平均中誤差為0.23m； 高程精度最小0.06m，最大0.38m，平均高程中誤差: 0.26m, 其精度均滿足本次工程對大比例尺地形圖的精度要求。

6 結(jié)束語

本工程由于采用基于ADS80航攝影像的數(shù)據(jù)生產(chǎn)方式，大大減少像控點測量工作，雖然航飛時增加了布設(shè)地面GPS基站的測量工作，但對于同等范圍的DLG數(shù)據(jù)生產(chǎn)比采用傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行DLG數(shù)據(jù)生產(chǎn)在工期上還是縮短了約1/3。

通過本次工程的各項精度指標可以看出,成圖精度較相關(guān)國家規(guī)范要求的精度也提高了近1/2。

基于ADS80航攝影像測圖的DLG數(shù)據(jù)生產(chǎn)方式在阜蒙縣1：1000比例尺地形圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)中發(fā)揮了高效、準確的特點，是一種先進、可靠的生產(chǎn)模式。

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Leica ADS80 digital aerial photogrammetry system in the large scale topographic aerial photogrammetric engineering

Xu Dali The Basis Surveying and Mapping Imstitute of Liaoning Province，Liaoning Jinzhou，121003，China

Introduces the Leica ADS80 digital aviation measurement card photogrammetric system in large scale topographic map surveying FuMeng county application in engineering, this paper illustrates the process of working methods. The progress of the projects and precision index statistic results show that ADS80 digital aviation photogrammetric system can not only effectively improve working efficiency,also can significantly improve the mapping precision.Key words ADS80；Digital Aerial Photogrammetry；large scale topographic map

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.022

許大力（1973-），男，遼寧省錦州市，高級工程師，大學本科，1997年武漢測繪科技大學畢業(yè)，遼寧省基礎(chǔ)測繪院從事專業(yè)測繪工作至今。